基因是為複雜過程創建生命和遺傳代碼的單位,以使生物有效。但是,這是怎麼回事,為什麼是這樣呢?最近,來自伊利諾伊州埃爾巴納大學(University of Illinois Erbana-Champan)提供了有關遺傳守則的起源和演變的新燈光,該概念為工程工程和生物藝術提供了寶貴的深入信息。
“我們發現了一個神秘的遺傳密碼的起源,它是蛋白質組的組成,蛋白質組是生物體中的一組蛋白質。”作者Gustavo Caetano-Anollés,相應的作者。
Caetano-Anolés的工作集中於系統基因組學,這是對他以前的研究團隊的生物之間的進化關係的研究,創造了一棵樹,進化,地圖,時間,時間,蛋白質結構域的演變。 (蛋白質中的結構單位)和轉移RNA(TRNA)RNA分子,這些RNA分子在蛋白質合成過程中將氨基酸發送至核醣體。在這項研究中,他們探討了通過肽鍵關聯的兩個氨基酸的雙葉序序列的演變)。找到所有tRNA和二肽結構域的歷史。
地球上的生活始於38億年前。但是,直到8億年後,基因和遺傳代碼才發生,並且有關於它如何發生的競爭理論。
一些科學家認為,以前使用RNA的酶的活性,而另一些科學家則建議蛋白質首次共同起作用,在過去十年中,Caetano-Anolés及其同事的研究,支持核醣體的後觀點和TRNA的相互作用。
生活在兩個代碼上工作,手頭工作。 Caetano-Anollés解釋了遺傳代碼收集核酸(DNA和RNA)的建議,而蛋白質代碼則告訴酶和其他分子,即如何使細胞生命和工作。兩者的焊接都是機器人,該機器人是細胞的蛋白質工廠,由tRNA分子操作的氨基酸組裝成蛋白質,將氨基酸載在TRNAS上,稱為氨基酰基TRNA合成酶。這些Synttetase信封負責一切正確的缺陷。
“為什么生活依靠雙語 – 一種基因,一個是蛋白質?” Caetano -Anollés問。 “我們仍然不知道為什麼這對系統存在,或者是什麼驅動了兩個驅動程序之間的連接,無法生活在RNA中,這是一項笨拙的蛋白質,是使用複雜的細胞分子的專家。”
蛋白質似乎更適合收集遺傳密碼的歷史,二肽作為蛋白質結構模塊起著非常重要的作用。有400種二肽組合,根據不同生物的豐富。
研究小組分析了1,561個蛋白質組中的二肽,代表三種生物。生命的超級界:古細菌,細菌和Yukariya,他們使用信息來創建二肽進化的樹,進化和事件。他們還具有域的二肽。
在以前的工作中,研究人員創建了一種tRNA的系統發育,該系統發育有助於將氨基酸的時代納入遺傳密碼,將氨基酸分為三類。最古老的是第1組,其中包括Tyrozine系列和亮氨酸和2組,以及另外8個氨基酸。這兩個組都參與了合成酶酶的起源,該酶修改了不正確的氨基酸的實施和第一個操作代碼,該代碼確定了特定規則,以確保該組的組與標準化相關。
該團隊已經證明了與氨基酸的存在有關的合成酶和tRNA的CO進化。現在,他們可以將二肽添加到分析中。
Caetano-Anolés解釋說:“我們發現結果是一致的。” “一致性是進化的主要概念,這意味著已經確認了一種數據類型的進化。在另一種情況下,我們檢查了三個來源:域蛋白,TRNA和三個二台下序列揭示了氨基酸的進展。
另一個小說的發現是每種二肽二肽伴侶的外觀,包括兩個氨基酸,例如丙氨酸 – 達蛋(AL),而一個對稱二肽,其中有兩個亮氨酸 – 烯丙基(LA),兩對中的二肽是補充。它們可以被視為彼此的反映。
Caetano-anolés說:“我們在進化樹中發現了一些令人驚奇的東西,“二肽和抗二肽伴侶。在時間表中,它們中的大多數似乎很接近,這種關係的演變就無法預測。一對夫婦揭示了有關遺傳代碼的基礎,這些基礎可能會改變生物學酶。 ”
Dipptides並非源於整合,而是產生折疊和蛋白質功能的重要結構元素。研究表明,二型代表了響應於蛋白質結構的需求的初始蛋白質代碼,該蛋白質代碼與一開始使用RNA的操作代碼並行。這個過程是由分子反應和特定反應的演變創建的,這會導致Synttese,即編碼代碼的新成年鍵。
遺傳密碼進化的啟示使我們能夠更深入地了解生活的起源,並為遺傳學,生物學,合成和生物學研究等現代分支提供信息。
“綜合生物學正在意識到進化的進化的價值,通過提供自然作為設計,理解生物組成部分和過程的方式來加強基因工程,因為它強調了靈活性和對有意義的變化的抵抗力。
論文“遵循蛋白質組中二肽的遺傳和熱代碼的起源” 分子生物學雜誌 作者,包括Minglei Wang,M。 FayezAziz和Gustavo Caetano-Anlés
該研究得到了美國農業部美國國家科學基金會(MCB-0749836和OISE-11132791)的支持。 (Illu-802-909和Illu-483-625)